产业结构对能源消费的影响及实证分析基于面板数据模型

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1、产业结构对能源消费的影响及实证分析基于面板数据模型统计句信息论坛第23卷第10期2008年10月Vol. 23 No.10 Statistics & Information Forum 仙仁，28统计应用研究产业结构对能源消费的影响及实证分析:基于丽板数据模型夺金铠(问商财经学院产业与可持续发展研究所，向南郑州450佣2)摘要:国民经济的不同部门具有不同的经济特征，对各种生产要素的需求必然不间，对能掘的需求和不间能源品种的需求必然存在差异。为部入了解中阔能源消费状况，探讨六大产业部门也即六大能源终端使用部门的能翻消费特征，分别建立能源消费总量(EC)、煤炭(EC1)、石油(El口)、电

2、力(E臼)、天然气(El)的面板数据模型。关键词:阁板模型;产业结构;产业收入;能源消费中剧分类号:F224.0文献标识码:A文章编号:1007阳3116(2008)1。一30-06及不问时间、不间单元的特征的优点，因此，建立不一、号|宫同产业部门能拥消费的回板数据对于研究产业结构中罔经济的发展日益受到能源的约束，产业结与能源消费结构之间的关系，对于产业结构的调整构对能源消费的影响引起了学术界的广泛关险。很和能源的节约有着更为震耍的意义。梁怀学和陈权多学者如史丹、路iE南、林伯强、张刷锋锋为代表的宝虽然尝试建立了不同部门能跟费的面板数据模一大批学者，运用二维数据用时间序列分析的方法型剖.m.选

3、取的样本范围较为狭稽，难以反映中罔进行实证研究，并认为产业结构是决定中国能源消能源经济发展的窑观规律，而且对于偏离系数的理费的烹耍因素1-5;果巧生、成金华和王华通过对解和解释也值得进步推敲。19792002年GDP和EC的数值取对数脂进行研本文远用经国家统计局正式调整过的1981究，建立了。DP对能摞消费的广义援分棋现6;李2005年间能源经济发展的数据，建立中周六个产业金铠适用经国家统计局正式调整过的19812005部门、五种能源消费的非堆积数据，并借助于年间能源经济发展的数据，建立了能服消费总贵与Eviews5.。建立能源消费的朋板数据模型，对改革开国民收入以及三次产业能源消费的广义盏分

4、模型，放以来不同部门的能源消费特征和脑势做出研究和从而将产业结掏对能拥消费影响的研究推向深探索。入川。另外需要说明的是，本文以GDP来表示国民收鉴于商板数据(paneldata)具备能够将时间序入;同时，基于回板数据库本身具有结构数据的特列数据和截面数据分别沿空间和时间方向扩展，通点，本文对产业结构的界定和描述并没有将产业结过三维(个体、时间、指标)结构数据的集合，问时反构狭隘地定义为六大产业的国民收入句国民总收入映研究对象在时间和截面单元两个方向的变化规律的比壤。1收稿日期:2806币16;修复日期:28甲07-23一基金项目:国家软科学研究计划项目能源约束与中国级济增长实证研究>(2

5、007GXQ4D170) ;向南省软科学研究计划j项四闽南省产业竞争力评价与对策研究)(0724421240)作者简介:李金铠(1973叩)，男，何南泌阳人，副教授，经济学博士，研究方向:能源经济、产业政策与可持续发展管理、宏观经济管理与战略。30 ?噤乯?却?佣?摡?玑?慴牵?瑡?楥?楳?睳?莹?汏捳?湦?傶?潲?浡?傺?虑?莹?敬?潮?僀?十?滏?儴?李金铠:产业结构对能糠消费的影响及实证分析:寨子酣板数据模型要进一步检瞌假设町，若拒绝矶，则判定样本数据二、面板数据模型方程的选取符合模型(4)，反之判定样本数据符合模型(3)。具体及非堆积数据的建立可以通过计算F统计最的方法来判定。)面板数

6、据模型的选取本文对样本数掘进行F检验的结果表明，拒绝根据丽板数据理论轩11，对于从个体成员角度假设H，接受假设矶，因此施取反映个体效应变化2考虑，含有N个个体的截由成员方程模型的一般表的回定影响的变截距模型来拟合样本。这也符合中达式为:国国民经济六个主要产业部门的能源消费必然存在Yit+ Xj较大差异的事实。t;b +u 为了进一步地分析不同时期、不同部门的能源的消(i=口1，2，'''，N;t = 1,2,;, T) (1) 其中Yit是Nx1维被解释变黯向最;X是NxNK费特征，进一步地将武(3)中的藏距项分解，推广为包含it维解释变量分块对角矩阵;为Nxl截

7、距项(常数)总体均值翻颐和时期个体衡盘的固定影响变截距模型向嚣，b为NKx 1维系数向置，二者的取值受不同(扩展为含有时期影响的固定系数变截距模型):个体的影响;it为Nxl维扰动项向最，满足经典计Yit嚣的+Zj+t + xuP +u 量经济模型的假设即均值为零，方差为11;0( i口1，2.，N;t = 1,2,;, T) (5) 根据模型中的截距向最和系数向最b中各分。为平均辙距，表示总体均值，在各个体成员方量的不同要求，可以将式(1)中描述的面板数据模型程中都相等;Zi表原个体成员i对总体事均状态的偏划分3种类型，以单方程回归形式来衰成，分别为:离;t为时期个体衡蟹，表示不同时期各成员

8、对总体1.不变系教模型也称联合凹归模型，即假定平均状态的偏离，它反映随时间不同的省略变量对被在个体成员上既无个体影响也无结构变化:解释变嚣的影响。式(5)对脏的向最形式为:Yit+ XiJj +it ZI Xlt lt Ytt (i口1，2，N;t = 1,2,;, T) (2) XY2t 1牛IZ21 . .伞I211_ . 121 Yit = 1 1 =。+1 . 1+儿1+ 1 . IP + 2. ?t截距模型也称个体均值修正因阳模型，假定在个体成员上存在个体影响而无结构变化，这种个YNtJ lZNJ lXNtJNt 体影响的装异反映在每个个体都有特定的截距项:(i 1,2, ,N; t

9、 = 1，2，T)的Yit =+ XiJj + /Jit 工)数据选取及非堆积数据的建立(i = 1,2, ,N; t = 1,2, T) (3) 为了深入地分析经济系统对能源消费的影响，3.史系教模型也称元约束模型，假定在个体本文选取和挖掘大大产业部门的能跟消费和回民收成员上存在个体影响且有结构变化:入作为研究对象，建立非堆积数据和商板数据模型。Yiti个XiJji+u 六大产业部门也是六大能掘终端能源使用部门，分别为农业N(包括农、林、牧、油业)、工业G、建筑业(i 1,2,;,N; t = 1,2, , T)的另外，根据对于个体效应的处理方式不间，可以JZ、交通运输业JT(包括交通、运输

10、、仓储、邮政业)、将酣板数据棋型分为;朋定效册.(Fixed effects)模商业SH(包括批发、零售、住宿、餐饮业)、其它QI?型和嘀机效应;(Rand侃eHects)模型。固定效应TA(主主要指其它第五产业，包括居民生活部门)。模型中个体籍异反映在每个个体都有个特定的截面板数据模型的所有数据均来自于中国统计距明上;随机效应模型中个体的差异主要反映在随年鉴和相关年度的中剧能源统计年鉴。其中，六机干扰项的设走上。大产业的GDP数据根据中国统计年鉴2007的相在利用丽板数据模型进行估计时，一般通过对关指标计算处理得到，为1981年不变价格，单位为协方盏进行F检验来设定模型形式。主要检验两个亿J

11、?人民币;六大产业部门的能源消费EC、煤炭假设:H: Pl = P2坦出P11和H: ECl、石油虹口、电力E臼、天然气EC4的消费最均12.市酌，Pl需品m需品。如果接受假设陀，则取自相关年度中国能跟统计年鉴中的煤炭、石油、判定样本数据符合模型(2);如果拒绝假设H，则需电力、天然气平衡表，并将其平衡表中的实物最折算2 这是两次独挠的检验，川和H分别都有自己对脏的原假设和备择假设。231 ?泒?奁?之?泎?奵?奡?奖?敦?慏?穴夲?奎娱娲?塉婎?炡?呁?堲?灎?琽?慯?晥?没?乴?愫?捴?椫?午?你?硩?拎?硦?楴?椫?猩?汉?塩?丨?瀱?亸?仙?楴?嬹琽?乘?沣?虑?憺?挚?榶?吩?楸?敤

12、?氽?掸?光?统计与信息论坛成标准景，单位为万吨标准煤。t + 4.687257 98GDP(7) it 运用Eviews5.0建立1981-2005年间六大部t皿3.452396(0.0008)22.42702(0.00) 门能拥消费与GDP的非堆职数据，共艘集到875个2 2 R= 0.976978, Adju四tedR= 0.970 139; 有效数据。其中:GDP叩X寿是示X部门的GDP，共F = 142.8685(0.0000); DW = 0.137 116; 150个有敷数据;EC-X，表示X部门的能跟消费总N = 6; K = 1; T = 25; 1PO出132量，共150个

13、有效数据;EClX表示X部门的煤放2.煤皮消费的面板敬据模型消费量，共150个有效数据泪-X表示X部门的一10655. 182 12 石油消费量，共150个有效数据;EX表示X部35692.37469 门的电力消费量，共150个有效数据。EC4-X表-12 123.53395 尔X部门的天然气消费囊，共125个有效数据.EC4ECl= 3 103.279912 + I - =. = -1+ t 白4662.7989N即农业部门的天然气消费，由于用量比较小，在 5 940.642 891 相关年度的中阔能源统计年鉴的天然气平衡表 2310.216827 中，投有做有效统计，因此在本文因板数据模型

14、的非t十2.932429 473GDP(8) 1t 堆积数据中，农业部门的天然气消费空缺。t 口4.853266(0.0000)19.76814 (0.00) 鉴于数据较多和篇幅限制，本文未列出19812 2 R0.945944, Adjuested R= 0.932317; 2005年间中国大大部门能湘、消费与GDP的非堆积F = 69.41436 (0.0000); DW口0.115520;数据衰，而直接列出相应的面板数据模型结果。N = 6; K = 1; T = 25; 1于。出150二三、中国六部门能源消费的3.石油消费的面板数据模型面板数据模型及分析-1 893.948979 6

15、200. 063 097 ()中国六部门能源消费面板数据模型的建立匾-3 081.173 708 根据前述丽板数据模型建立的方法及非堆积丽个EC2缸=2356.387074 + I I 2 012.144 588 板数据，来用广义最小二乘法GLS(cross -section 一2401.695 153 weights)进行估计，建立中罔能源消费总景和煤炭、 835. 389 845 4 石油、电力、天然气消费的面板数据模型(7)-(11), 2t + 0.4038892823 5GDP(9) it 以研究不同产业部门的罔民收入对能拥总量、石油、t = 22.49766 (0.0000) 17

16、.18908 (0.00) 电力、天然气消费的影响，从而探讨六大产业部门对2 2 R= 0.981150, Adjuested R= 0.976398; 不间能源消费品种的消费差异，分析中国产业结构F = 206.464 1 (0.00); DW = 0.199627; 对能源消费的影响。N = 6; K口1;T = 25; 1PO = 150 在模型中，i1，2，3人5，6分别表茄农业，工4.电力消费的面板数据模型业，建筑业，交通运输、邮电通讯业，批发零售与餐饮一941.5242837 业，其它行业等个体成员;t= 1，2，25表示1981-2879.779到725年共25个时间点(即T=

17、25);K表示解释变量匾-1525.4刀561个数，本文为岛主变量模型，以每一个行业的产值pEC3=1.946 890 8 + I _ . I + it 198.328 490 9 作为因变露;丁问(TotalJXX)l (unbalan d ) ol:阳咄?一270.583 736 5 tions)表示阳l数据的个数;括号内为伴随概事。56.079 564 68 1.能源消费总爱的面板数据棋型3t + 0.553878810 9GDP(10) it 13 992.36663 39 961. 611 68 t出1.925636 (0.0565) 45.37556 (0.) 由16983.789

18、77I . 2 2 R0.968860, Adju四tedR=江0.961010;EC= 3636.84767 + it -1 632. 644 854 I . F = 123.4155 (0.0000); DW = 0.160 322; -4026.189857 3326.620567 N = 6; K = 1; T = 25;丁ro= 150 1万吨标准煤出110.71432万吨煤炭=111.428 6万吨石油旦111.229也千瓦时电力=1113.30亿立方米天然气。32 ?睥?弥莹?琽?刲?丽?楴?汩?昫?墲亼?楧?潮?琽?侦?桴?氨猩?侣?楴?摪?楥?猩?畮?楴摪?浔?略?睳?扡?略

19、漩?獴吽?椽?污灯?獴?敤?呐汤潬?敤?债?伨敤?圽呐?伽?呯?傡?瑡扳?敲?痴?吽?琽?墲碲墱?匨?墱?卷?债?潳?碱?玡?墱?散?莹?潮?李金铠:产业结构对能糠消费的影响及实证分析:基于面板数据模型5.天然气浦费的面板数据模型就产业结构对能源总量消费的影响而言，由方NA 程(7)、表1和图1可以帮出，六大行业对能源总量911. 544 994 5 的消费最现较大的差异，对平均能源总最消费水平E 399.6135878 (0= 3636.9)的偏离程度差异很大。其中，罔民收口EC4176.5454276+I A _. =_ _I十t 200.47111772 入对能源消费水平影响最大的是工业

20、，偏离系数达 189. 877 377 8 到39961.61;然后是交通运输业，为一1632.65;第一121.582851 7 二是其它行业，为一3326.62;第四是商业，为14t + 0.099 818 971 87GDP耐(11)4026.19;第五是农业13992.4;最后是建筑业t = 5.042030 (0.0000) 15.15407 (0.00) 叫16983.802 2 R0.969 368, Adjuested R= 0.957 832; soooo F = 84.02561 (0.00); DW = 0.160 322; 嗡.对能，得源AaWu影AwAa响HO的VOA

21、平u均vA值aU和;UA偏AU离O值Vn N = 5; K = 1; T = 25; TPO = 107 3内21AUAUA工)个体影晌分析由各模型的估计结果看，模型较为理想。根据上述各模型的估计结果汇总成表1并制作图1，对不同产业部门GDP对不间能源品种消费的影响进。;的叶行个体分析如下:-20000 表1中，。表示六个产业部门的国民收入对各抒业种能源的事均消费水平;Zi则反映出各产业部门对各种能源消费上的差异，分别表京大大部门国民收阁1习之间行业能翻消费对人的能源消费水平对平均能掘消费水平的偏离。卒均能源消费偏离的估计结果辑1中回不闵行业的能源消费对平均能源消费偏离的估计结果提。Z. Z2

22、 Z3 Z4 Zs Z6 (平均影响)(农业)(工业)(建筑)(交通越输)(商业)其它能掘总量配3636.9幽幽13 992.4 39961.61 由16983.8 1632.65 4026.19叩3326.62煤炭EC13103.3 明10655.235692.37 一12123.5四4662.8叫5940.64叩2310.22石油E口2356.4 -1893.95 62.063 一3081.172012.145 一2401.7 由835.39电力EC31.95 -941.524 2879.78 -1525.42 -198.329 -270.584 56.07956 天然气EC4176.5

23、911、545-399.614 -200.471 -189.877 121. 583 就产业结构对煤炭和石油的影响而言，由方程力的消费特征也大体致。(8)、(9)、表1和图1可以看出，各产业对煤炭和石由以上分析可知，工业、交通运输、其它部门产油的消费特征与能源总魔基本一致:产业收入对煤值对中剧能源总盘和煤炭、石油、电力、天然气消费炭和石油消费水平影响最大的是工业，然后依次是的影响最大，四此，节能的重点应当在这三大行业。交通运输业、其它行业、商业、农业，最后是建筑业。三)时期影晌分析就电力消费而亩，各产业对电力的消费特征与在棋型(7)-(11)中，t反映了1981-2005年能静、总廉、煤挠、石

24、油的消费特征也大体致，不过，间各时期能源总量消费的差异，即不问时期各成员以民用部门为主的其它行业对电力的影响超过了交对能跟总量平均消费水亭的偏离。通运输部门居于第二位。可见，随着经济的发展和为比较和分析不同产业部门GDP对不同能掘生活水平的提高，居民部门对电力的消费需求的影品种消费的时期影响，将模型(7)-(11)的估计结果响越来脑大。汇总成表2并制作固2如下。就天然气耐亩，由方租(11)、表1和回1可以看就产业结构对能跟总量消费时期影响而富，从出，除了农业对天然气的影响忽略在统计之外，各产表2的估计结果可以看出，在1981叩25年之间，业对天然气的消费特征与能源总量、煤炭、石油、电各产业罔民

25、收入对能据总量消费影响最商的时期是33 ?乁?琽?刲?丽?偮?摪?浔?略?浔?獴?吽?敤?圽?傶?沿?媣?傶?统计与倍息论坛1989年，其次是1991年和1990年;最低的是22经济在不断增伏和发膜，假随着时间的推移，各产业年，其次是2005年。这与中国20世纪80年代末和产值对能源总量消费的时期影响却呈现逐渐下降趋90年代末辑济的高速增长是一致的。势。班结果表明随着经济的发展和国民的收入的从图2可以看出，从1981叫2005年，尽管国民提高，实现整体上的节能是可能的，也是可行的。8000.0 1:=-电阳力E总C3徽E-幡焦夭炭然E气CEIZ24+ 有袖E口-10000.0 -12000.0

26、 董事份圈2产业结构对能源消费的时期影晌费21981-2005年产业结构对能源消费的时期影晌裴年份总量煤炭石油电力天然气年份总撒煤炭石油电力天然气1981 3 270.5 1 718.5 -708.1 283.5 113.9 1994 2252.5 2078.8 -189.2 86.4 叩63.1机761.21982 3350 1919.6 279.6 88.9 1995 倒0.51810.4 112 且13.7-108.1 1983 3586.8 2177.4 -759.9 274 86.2 1996 668.4 1317.2 30.8 -113.8甲149.81997 67.6 -510.

27、2 406.1叩229叫144.71984 3803.2 2475.9 叫756.5242.8 86.9 甲4722幽幽2783.41985 4 144.8 2805.8 由697.5225.5 75.7 1998 283.2 -374.7 -199.4 时613.4帽-6也4.4叩3816.71986 4413.7 2974.8 238 88.4 1999 431.2 436.5 190.9 1987 4733.9 3278.2叫543.7240.7 70.7 却叩7356.6-4949.3 567.7一466.7一165.31988 4996.2 3497.4 -435.3 233.4 6

28、0.8 2001 -8876.1 -6033.2 464.2 -4忧2143.82002 10057 叩6997.4685.5 叫473.4幽幽166.21989 5431.6 37.9 -348.2 273.9 75 1990 5386.7 3779.8 403.9 304.4 75.9 2003 -9358.3 -6089.8 916.1 -370.2 -135.9 时2佣.81991 5405.4 3770.2 309.7 70.1 2004 帽-8867.7叩5834.91640.7忡267.8-85.5 1992 4484.5 3149.2 181 271.1 21. 7 2005

29、-9937.5 -6076.7 1427.1由225.3-14.5 1仰3由52.1市37.23410.3 2573.6 180.2 就各产业对煤娥的时期影响而宵，从表2的估总景与煤炭的不断下降和石油的不断上升相比盟现计结果可以看出，19812005年，各产业国民收入阶段性特征:20世纪80年代，虽现先下降后上升的对煤提消费的时期影响也慕本一敢，影响最高的时趋势;90年代最下降趋势;进入;十五;以来，又逐渐期是1990年，其次是1991年和1989年;最低的是呈现上升脑势。其中，影响最高的时期是1991年，2002年，其次2005年。这与中阔的能掘铺构中煤其次是1990年;最低的是2002年，

30、其次是2001年。炭直占能源消费绝大比蠢的情况致。这与中罔电力工业的发展荷关。就产业结构对天然气的时期影响而言，从表2就产业结构对石油的时期影响而亩，1981-和罔2的估计结果可以看出，在1981-2005年之25年间，各产业对石油消费的时期影响与能源总间，各产业对天然气消费的时期影响特征如下:在量和煤炭的时期影响呈现极大差异，影响最高的时20世纪80、90年代，是现持续下降局势，进入;十期是2004年，其次是2005年;最低的是1981年。五;以来，呈现上升趋势。而且，从困2可以看出，随着时间的推移和国民经济另外，从我2和朋2还可以看出，产业结构对煤的不断增长和发展，各产业产值对石油消费的时

31、期炭和能跟消费总量的时期影响都处于不短下降的过影响却呈现涩渐上升幽静。程，而对布油、电力和天然气的影响不断增加。就产业结构对电力的时期影响而富，19812005年之间，各产业对电力消费的时期影响与能拥34 ?学金铠:产业结构对能源消费的影响及实证分析:燕子跚板数揣摸现逐步降低工业的比重，适当提高第三产业的比重，对四、结论于能源消费总量、煤挠、石油等主要能源品种的节约回民经济的不问部门具有不间的经济特征，对具有3重要意义。因此，产业结构调整是未来中阔实各种生产要素的需求必然不间，对能源的需求和不施能掘节约的重要举措和途径。当前节能的重点应同能翻品种的需求必然存在差异。为深入了解中国当在工业、交涌

32、远输、其它部门三大行业。能源消费状况，探讨六大产业部门也即六大能源终另外，时期分析的实证结果表明，随着国民经济端使用部门的能源消费特征，本文用经国家统计局不断增长和发展以及时间的推移，各产业产值对能正式调整过的1981-2005年间能激经济发展的数源总景消费的时期影响呈现逐渐下降趋势。这表明据，建立了六个产业部门、五种能源悄费的非堆积数中国经济的发展中实现整体上的能源节约是可能的据，并借助于Eviews5.0建立能翻消费的回板数据和可行的。同时，经济的发展对石油、电力和天然气模型，对改革开放以来中国不问部门的能掘消费特消费的影响在不断增加o征和趋势做出研究和探索。最后，就能源与经济的发展而霄，

33、仅仅注重实现实证结果表明，不间的产业对不间能糠的需求能拥节约政策、关技产业结构调整对能源消费的影呈现较大的盏异，工业、交通运输、其它部门产值对响是不够的，能掠结构的调整和优化对经济的发展能惊总景和煤炭、石油、电力、天然气消费的影响最也必然产生深远的影响，这有持以后作进一步的研大，商业、建筑业和农业对能源消费的影响比较小。究。鲁考文献:1 5丹.结构变动是影响中嗣能糠消费的主要因素j.中阔工业经济.1师9(11):38-42.2 史丹.中剧经济增长过程中能源利用效率的改进J.经济研究，2002(9):49 -55. 3 路正商w产业结构调整对中国能源消费影响的实证分析J.数量锺济技术经济研究，1仰9(12):5-8.4 林伯强.结构变化、放率改进与能源需求预测J).经济研究，23(曰:5765.5 张丽锋.产业能漉消费与产业发展的协憨与误整修正模型分析1.首都经贸大学学报，2005(6):71血73.6 果巧生，成金华，王华.中罔工业化进程中的能源消费变动j.中罔工业经济，25(4):30-37. 7 李金铠.能源约束与中罔经济增长D.耐安:lS货交通大学，却08.8 蝶怀学，陈权宝.酣板数据模型及在中倒能源消费结构特征分析中的